Mach 10 schnell 25.11.2015, 13:12 Uhr

Skreemr-Flugzeug: In 30 Minuten von Europa nach New York

In einer halben Stunde von Paris nach New York fliegen? Wenn die Pläne der Flugzeugdesigner Charles Bombardier und Ray Mattison Wirklichkeit werden, wäre die halbe Stunde keine Utopie mehr. Sie haben ein Passagierflugzeug mit Scramjet-Antrieb vorgestellt, das 75 Passagiere mit über 10.000 km/h durch die Welt fliegen soll.

Die beiden Flugzeugdesigner Charles Bombardier und Ray Mattison haben das Konzept für ein Passagierflugzeug mit dem Arbeitstitel Skreemr vorgelegt, das mehr als 10.000 km/h schnell fliegen kann.

Die beiden Flugzeugdesigner Charles Bombardier und Ray Mattison haben das Konzept für ein Passagierflugzeug mit dem Arbeitstitel Skreemr vorgelegt, das mehr als 10.000 km/h schnell fliegen kann.

Foto: Charles Bombardier

Bombardiers neuestes Projekt heißt Skreemr und soll zehnfache Schallgeschwindigkeit erreichen. Die legendäre Concorde wäre eine lahme Ente gegen die Skreemr. So schnell wie angekündigt wäre das Flugzeug nur durch den Einsatz von zwei Scramjet-Triebwerken. Diese Triebwerke haben kaum etwas mit den konventionellen Jet-Triebwerken von Flugzeugen zu tun, Raketenantriebe sind sie aber auch nicht.

Eine B-52 im Flug mit einem unbemannten Nasa_Fluggerät X-43A am 28. April 2001.

Eine B-52 im Flug mit einem unbemannten Nasa_Fluggerät X-43A am 28. April 2001.

Foto: Lori Losey/Nasa

Hinter der Bezeichnung Scramjet verbirgt sich ein Motor, der im Gegensatz zum Jet-Triebwerk keine beweglichen Teile hat. Die Triebwerke arbeiten im Bereich zwischen 5 und 15 Mach. Die Umgebungsluft wird im Triebwerk stark verdichtet und hoher Austrittsgeschwindigkeit ausgestoßen. Die Nasa und das US-Militär, aber auch die russischen Militärs, experimentieren schon lange mit Scramjet-Triebwerken. In den 1990-er Jahren gelangen den Russen sechs Flüge, bei denen die maximale Geschwindigkeit von 6,4 Mach erreicht wurde.

Rekordflug 2004 mit 9,8 Mach

2004 unternahm die Nasa mehrere Testflüge mit dem unbemannten Überschallflugzeug X-43A, das von einer B-42 auf 12 km Höhe geflogen und erst in dieser Höhe abkoppelt wurde. Das Flugzeuge erreichte in einer Höhe von 33 km eine Geschwindigkeit von 9,8 Mach, rund 11.000 km/h. Das ist bis heute die höchste, mit einem Flugzeug erreichte Geschwindigkeit.

2004 stellte die Nasa mit dem unbemannten Überschallflugzeug X-43A einen Geschwindigkeitsrekord auf: Das Flugzeuge erreichte in 33 km Höhe eine Geschwindigkeit von 9,8 Mach, rund 11.000 km/h. Im Bild der Moment, nachdem sich die X-43A von der B-52 gelöst hat, um auf 33 km Höhe aufzusteigen.

2004 stellte die Nasa mit dem unbemannten Überschallflugzeug X-43A einen Geschwindigkeitsrekord auf: Das Flugzeuge erreichte in 33 km Höhe eine Geschwindigkeit von 9,8 Mach, rund 11.000 km/h. Im Bild der Moment, nachdem sich die X-43A von der B-52 gelöst hat, um auf 33 km Höhe aufzusteigen.

Foto: Nasa

Dem amerikanischen Militär gelang 2013 ein weiterer Flug mit dem unbemanntes Flugzeug X-51A mit Scramjet-Antrieb. Das Fluggerät  erreichte die fünffache Schallgeschwindigkeit, also rund 5500 Kilometer pro Stunde.

Bombardier nimmt sich ein Vorbild an der Nasa: Auch sein Flugzeug soll zehnfache Überschallgeschwindigkeit erreichen. Allerdings ist das viel schwerer, sollen doch 75 Passagiere in dem Flugzeug sitzen. 

Hohe Belastungen für die Passagiere durch Beschleunigung 

Selbst Charles Bombardier rechnet damit, dass es noch Jahrzehnte dauern könnte, um solch ein Flugzeug zu entwickeln. Dabei geht es nicht so sehr um die Scramjet-Motoren, sondern um das Flugzeug selbst. Zu den technischen Herausforderungen gehören der Start und die anschließende starke Beschleunigung, ehe die Scramjet-Motoren den Antrieb übernehmen können.

Die zwei Scramjet-Triebwerke sollen das Flugzeug mit 75 Passagieren auf zehnfache Schallgeschwindigkeit beschleunigen.

Die zwei Scramjet-Triebwerke sollen das Flugzeug mit 75 Passagieren auf zehnfache Schallgeschwindigkeit beschleunigen.

Foto: Charles Bombardier

Charles Bombardier favorisiert bei seinem Entwurf einen elektromagnetischen Schnellstart, bei dem das Flugzeug am Boden auf zwei Schienen durch starke Magnetfelder extrem beschleunigt wird. Diese Technik ist im Prinzip bekannt und in Grenzen auch schon verfügbar. Modernste Schiffsartillerie bedient sich dieser Technik, statt die Geschosse mit Sprengladungen zu beschleunigen. Zu den Problemen dieser Technik für das Skreemr-Flugzeug gehört allerdings, dass die Beschleunigung derartig rasant ist, dass die damit verbundenen körperlichen Belastungen viele potenzielle Passagiere vom Flug ausschließen. 

Im Anschluss an den Schnellstart sollen herkömmliche Raketenmotoren mit einer kleinen Menge mitgeführten flüssigen Sauerstoffs den Skreemr auf die vierfache Schallgeschwindigkeit beschleunigen. Danach setzen die Scramjet-Motoren ein und sollen das Flugzeug auf Mach 10 beschleunigen. Das sind etwa 11.000 km/h.

Das Überschallflugzeug Skreemr benötigt unglaublich viel Umgebungsluft, die in den Scramjet-Triebwerken stark verdichtet und ausgestoßen wird.

Das Überschallflugzeug Skreemr benötigt unglaublich viel Umgebungsluft, die in den Scramjet-Triebwerken stark verdichtet und ausgestoßen wird.

Foto: Charles Bombardier

Dass solch eine Antriebstechnik Einzug in die Verkehrsluftfahrt halten wird, ist durchaus wahrscheinlich. In Großbritannien gibt es ein Unternehmen namens Reaction Engines, das gleichnamige Motoren entwickelt, die eine Kreuzung von Jet-Triebwerk und Raketenmotor darstellen. An diesem Unternehmen hat sich kürzlich BAE Systems mit 20 % beteiligt. Für die Entwicklung ist zugleich ein Kooperationsvertrag mit mehreren amerikanischen Forschungseinrichtungen abgeschlossen worden.

Hohe Anforderungen an das Material

Ein weiteres Problem, das noch zu lösen ist, sind die hohen Temperaturen, die das Flugzeug bei hohen Geschwindigkeiten unbeschadet überstehen muss. Schon bei einer Reisegeschwindigkeit des Flugzeugs von nur fünffacher Schallgeschwindigkeit ist die Außenhaut an zahlreichen Stellen einer andauernden Temperaturbelastung von fast 1000 °C ausgesetzt. Bisher gibt es nur wenige Materialien, die dieser Belastung auf Dauer standhalten. Sie sind zugleich aber extrem teuer – vor allem in Anbetracht der Mengen, die für den Bau von Verkehrsflugzeugen benötigt würden.

Der Scramjet-Antrieb SJX61-2, der 2013 das unbemannte Nasa-Fluggerät X-51A auf Mach 5 beschleunigte. Das Flugzeug legte in gut 6 min rund 426 km zurück. 

Der Scramjet-Antrieb SJX61-2, der 2013 das unbemannte Nasa-Fluggerät X-51A auf Mach 5 beschleunigte. Das Flugzeug legte in gut 6 min rund 426 km zurück. 

Foto: Nasa

Bombardier stammt aus Familie des gleichnamigen Flugzeugbauers

Dem Skreemr-Projekt verleiht einige Glaubwürdigkeit, das Charles Bombardier zu jener Familie gehört, die hinter dem großen kanadischen Flugzeugbauer gleichen Namens steht. Die Verwirklichung des Skreemr-Projekts geht allerdings weit über die finanziellen Möglichkeiten hinaus, die der Bombardier-Konzern hat. 

Das gemeinsame Projekt von Airbus und Aerion: das Überschall-Flugzeug Aerion AS2. Bis 2019 soll die Maschine fertig gebaut sein, die maximal 1,6 Mach erreicht. 

Das gemeinsame Projekt von Airbus und Aerion: das Überschall-Flugzeug Aerion AS2. Bis 2019 soll die Maschine fertig gebaut sein, die maximal 1,6 Mach erreicht. 

Foto: Aerion

Allerdings ist Bombardier nicht der einzige, der an einem Überschall-Passagierflugzeug arbeitet. Die Airbus Group und die amerikanische Firma Aerion wollen bereits 2019 das Überschall-Flugzeug Aerion AS2 vorstellen, das mit maximal 1,6 Mach die Strecke von Chicago nach Frankfurt in etwas über fünf Stunden zurücklegen soll. Allerdings haben in dem Flugzeug nur zwölf Passagiere Platz.

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